JP4594188B2 - 放射線検出装置及び放射線検出システム - Google Patents
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Description
前記センサーパネルの前記受光部を覆う位置に配置された、放射線を波長変換するシンチレータ層と、ホットメルト樹脂からなり、前記シンチレータ層の上面と側面とを被覆し、前記センサーパネルと密着するシンチレータ保護層と、を有し、前記センサーパネルは、外部接続端子部が配された辺と外部接続端子部が配されていない辺とを有し、前記外部接続端子部が配されていない辺において、前記受光部は前記外部接続端子部が配されていない辺の端部まで配置され、前記シンチレータ保護層は前記シンチレータ層の側面及び前記センサーパネルの側面を被覆し、前記シンチレータ保護層は、前記センサーパネルの側面と接する領域において、加熱加圧処理により前記センサーパネルに圧着された領域を有し、前記圧着された領域は、前記シンチレータ保護層のうち当該領域の周囲の部分よりも厚みが薄いことを特徴とする。
図1は本発明の第1実施形態に係わる直接蒸着タイプの放射線検出装置の模式的平面図、図2は図1のA−A′断面図、図3は図2の一部拡大図、図4は図1のB−B′断面図である。図1〜図4において、1はガラス等の基板、401光電変換素子、402は配線であり、光電変換素子401、配線402、及び薄膜トランジスタ(TFT)によって受光部403が構成されている。404は電気的接続部(取り出し配線)、3bはセンサー保護層、3aはシンチレータ下地層、405は配線接続部、であり、1、401、402、404、3b、3a、405によって光検出器(センサーパネル)408が構成されている。センサーパネルの電気的接続部404と配線部材16(又は17)との接続部は外部接続端子部413である。また、4はシンチレータ層(図1において外周部を破線で示す)、5はシンチレータ保護層である。また、16は電気信号を外部に取り出すための配線部材、17はセンサーを駆動するための信号を入力するための配線部材である。407は封止部材である。2はセンサーエリア、15はシンチレータ保護層の外周部を示す。
1)外部からの衝撃による破壊を防止する耐衝撃性を有する
2)放射線源からの放射線を好適に透過する放射線透過性を有する
3)シンチレータ層7で発せられた光を好適に透過する光透過性を有する
4)シンチレータ層、センサーパネルまたは支持部材表面との高い密着性を有する
5)透過光の光路差による解像度低下を防止する層厚の面内均一性を有する
6)基板と反射層との熱膨張係数差に起因する応力を吸収する吸収性を有する
7)シンチレータ層及び受光部に悪影響を及ぼさない成膜(形成)温度を有する
8)生産性に富んだ高い成膜(形成)速度を有する
9)外気からの水分の侵入を防ぐ高い防湿性(耐湿性、非透水性)を有する
10)柱状結晶を溶解する水、極性溶媒、溶剤などを含まない
11)柱状結晶間へのしみ込みによる顕著な解像度の低下を招かない粘性を有する
12)エタノールなど医療器具の消毒用溶剤に不溶または微溶である特性を有する
上記の機能を満たすシンチレータ保護層5の材料としては、ホットメルト樹脂を用いることが好ましい。ホットメルト樹脂は、水や溶剤を含まない、室温で固体であり、100%不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂と定義されるものである(Thomas.P.Flanagan,Adhesive Age,9,No3,28(1966))。ホットメルト樹脂は、樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化するものである。また、ホットメルト樹脂は、加熱溶融状態で、他の有機材料、および無機材料に接着性をもち、常温で固体状態となり接着性を持たないものである。また、ホットメルト樹脂は極性溶媒、溶剤、および水を含んでいないので、シンチレータ層(例えば、ハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有するシンチレータ層)に接触してもシンチレータ層を溶解しないため、シンチレータ保護層として使用され得る。ホットメルト樹脂は、熱可塑性樹脂を溶剤に溶かし溶媒塗布法によって形成された溶剤揮発硬化型の接着性樹脂層とは異なる。またエポキシ等に代表される化学反応によって形成される化学反応型の接着性樹脂とも異なる。
(1)ホットメルト樹脂中に含まれる共重合体の含有量、
(2)ホットメルト樹脂中に含まれる共重合体におけるアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステルの含有量、
(3)ホットメルト樹脂中に含まれる添加剤の含有量、
の要素を単独あるいは2つ以上の要素の組み合わせにより変化させることによって制御することができる。以下にホットメルト樹脂に含まれる共重合体及び各種共重合体を構成する物質について説明する。
A. エチレン−酢酸ビニル共重合体は、エチレン単位 −CH2−CH2− と、 酢酸ビニル ―CH2−CH(OCOCH3)−の分子構造を有する物質の共重合体であり、
一般式は、
−〔(CH2−CH2)a−CH2−CH(OCOCH3)b−〕n (a,b,nは整数)で示される。エチレンに対する酢酸ビニルの含有量は2−40重量%であることが望ましい。ホットメルト樹脂の防湿性を高くするには酢酸ビニルの含有率を低くすることが好ましい。また、シンチレータとの接着力を高くするためには、酢酸ビニルの含有率を高くすることが好ましい。本発明におけるシンチレータ保護層5に用いるホットメルト樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体の含有率は5−20%であることが好ましい。
B.エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)は、エチレン単位;−CH2−CH2− と、ポリエチレンの構造中にランダムにカルボキシル基が含まれた構造を有するアクリル酸;−CH2−CHCOOH− の分子構造を有する物質の共重合体であり、一般式は、−〔(CH2−CH2)a−(CH2−CHCOOH)b−〕n (a,b,nは整数)で示される。エチレンに対するアクリル酸の含有率は、4−20重量%であることが望ましい。上記酢酸ビニルと同様に、ホットメルト樹脂の防湿性を高くするにはアクリル酸の含有率を低くすることが好ましい。また、シンチレータ層との密着力を高くするためには、アクリル酸の含有率を高くすることが好ましい。本発明におけるシンチレータ保護層5に用いるホットメルト樹脂としては、エチレン−アクリル酸共重合体の含有率が5−20%であることが望ましい。
C.エチレン−アクリル酸エステル共重合体は、
エチレン単位;−CH2−CH2− と、アクリル酸エステル;−CH2−CHCOOR−の分子構造を有する物質の共重合体であり、一般式は、
−〔(CH2−CH2)a−(CH2−CHCOOR)b−〕n (a,b,nは整数)で示される(ここで、R:CH3,C2H5,C3H7のいずれかである)。エチレンに対するアクリル酸エステルの含有率は2〜35重量%であることが望ましい。上記同様に、ホットメルト樹脂の防湿性を高くするにはアクリル酸エステルの含有率を低くすることが好ましい。また、シンチレータ層との密着力を高くするためには、アクリル酸エステルの含有量を高くすることが好ましい。本発明におけるシンチレータ保護層5に用いるホットメルト樹脂としては、エチレン−アクリル酸エステル共重合体の含有率が8−25%であることが望ましい。
D. エチレン−メタクリル酸共重合体は、
エチレン単位;−CH2−CH2− と、ポリエチレンの構造中にランダムにカルボキシル基が含まれる構造を有するメタクリル酸;−CH2−CCH3COOH− の分子構造を有する物質の共重合体であり、一般式は、
−〔(CH2−CH2)a−(CH2−CCH3COOH)b−〕n (a,b,nは整数)で示される。エチレンに対するメタクリル酸の含有率は2〜20重量%であることが望ましい。上記同様に、ホットメルト樹脂の防湿率を高くするにはメタクリル酸の含有率を低くすることが好ましい。また、シンチレータ層との密着力を高くするためには、メタクリル酸の含有率を高くすることが好ましい。本発明におけるシンチレータ保護層5に用いるホットメルト樹脂としては、エチレンーメタクリル酸共重合体の含有率が5−15%であることが望ましい。
E. エチレン−メタクリル酸エステル共重合体は、
エチレン単位;−CH2−CH2− と、メタクリル酸エステル;−CH2−CCH3COOR− の分子構造を有する物質の共重合体であり、一般式は、
−〔(CH2−CH2)a−(CH2−CCH3COOR)b−〕n (a,b,nは整数)で示される。エチレンに対するメタクリル酸エステルの含有率は2−25重量%であることが望ましい。上記同様に、ホットメルト樹脂の防湿率を高くするにはメタクリル酸エステルの含有率を低くすることが好ましい。また、シンチレータ層との密着力を高くするためには、メタクリル酸エステルの含有率を高くすることが好ましい。本発明におけるシンチレータ保護層5に用いるホットメルト樹脂としては、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体の含有率が3−15%であることが望ましい。
(1)金属箔または金属蒸着膜等の反射層6及び反射層保護層7の積層からなる積層シートを準備し、ホットメルト樹脂をこの積層シートに塗布し、作製されたホットメルト樹脂シートのホットメルト樹脂面を、まずシンチレータ層を形成したセンサーパネルのシンチレータ層の上部に配置し、加熱可能なローラーで加圧および加熱しながら貼り合わせる。かかる方法により図5に示すような放射線検出装置を得ることができる。センサーパネルの裏面までホットメルト樹脂シートを貼り合わせる場合には、センサーパネルの裏面側にホットメルト樹脂シートを折り曲げ、ホットメルト樹脂面をセンサーパネルの裏面に位置させ、同様に加熱可能なローラーで加圧および加熱しながら貼り合わせる。
(2)剥離基板上にホットメルト樹脂層を作成し、作製されたホットメルト樹脂シートのホットメルト樹脂面を、まずシンチレータ層を形成したセンサーパネルのシンチレータ層の上部に配置し、加熱可能なローラーで加圧および加熱しながら貼り合わせる。次に残りのホットメルト樹脂シートをセンサーパネル端部で折り曲げ、加熱可能なローラーでセンサーパネル側面とホットメルト樹脂シートを加圧および加熱しながら貼り合わせる。センサーパネルの裏面までホットメルト樹脂シートを貼り合わせる場合には、センサーパネルの裏面側にホットメルト樹脂シートを折り曲げ、ホットメルト樹脂面をセンサーパネルの裏面に位置させ、同様に加熱可能なローラーで加圧および加熱しながら貼り合わせる。その後剥離基板を剥がす。かかる方法により図2に示すような放射線検出装置を得ることができる。
(3)上記(1)で説明したホットメルト樹脂シートを作成し、真空プレス装置で圧着してシンチレータ層表面に形成する。かかる方法により図5に示すような放射線検出装置を得ることができる。
図9および図10に、本発明の第2の実施形態の放射線検出装置の概略図を示す。なお、以下に説明する各実施例(第2から第8の実施例)の各図においてはセンサー保護層3b、シンチレータ下地層3aを合わせて3として示す。
図11と図12は、本発明の第3の実施形態である。実施形態1および2との違いは、ホットメルト樹脂のシンチレータ保護層5の一部を基板1の裏面まで被覆させたことである。
図13と図14は本発明の第4の実施形態である。第4の実施形態では、ホットメルト樹脂からなるシンチレータ保護層5(図13)、およびシンチレータ保護層,反射層,反射層保護層を有するシンチレータ保護部材で基板1の裏面を完全に被覆したものである。
図15は本発明の第5の実施形態である。図中8はホットメルト樹脂層であり、図13の構成との違いは、シンチレータ層4を被覆するホットメルト樹脂からなるシンチレータ保護層5とは分離し、異なるホットメルト樹脂層8を基板1の裏面に貼り合せたことにある。工程上分離したほうが良い場合は本実施形態の構成でも図13と同様の効果を得ることができる。なお、同様にシンチレータ層4を被覆するシンチレータ保護層,反射層,反射層保護層を有するシンチレータ保護部材とは分離して、ホットメルト樹脂層、反射層、反射層保護層からなる別の部材を基板1の裏面に貼り合せても図14と同様の効果を得ることは言うまでもない。
図16は本発明の第6の実施形態である。図中9は第2のホットメルト層である。シンチレータ保護層であるホットメルト層を2層にしたタイプで、図2に示した第1の実施形態の構成(シンチレータ保護層をシンチレータ下地層3aの側面まで設けた構成)による防湿効果をさらに向上させたものである。もちろん、第3、第4の実施形態のように、被覆する範囲をシンチレータ層4から基板1の側面、あるいは基板1の裏面まで広げてもよく、そのような構成により更なる防湿効果をえることは言うまでもない。
図17は本発明の第7の実施形態である。センサーパネルの側面でホットメルト樹脂のシンチレータ保護層5にたるみを持たせた例である。当然、シンチレータ保護層,反射層,反射層保護層を有するシンチレータ保護部材を配置した場合には、センサーパネルの側面でもたるみを持つことになる。センサーパネル側面に何か機能物を配置する場合に有効な形態の一例である。
図27、図28、図29はいずれも支持基板31に蒸着された柱状結晶構造を有するシンチレータ層35にホットメルト樹脂からなるシンチレータ保護層を形成したものである。各図の違いはシンチレータ保護層の形成範囲の違いであり、その効果は前述の実施形態で説明しているので、図21を用いて間接(張り合わせ)タイプの保護層形成について説明する。
次に本発明に係わる放射線検出装置を用いた放射線検出システムについて図30を用いて説明する。
2 センサー有効エリア(センサー部)
3a シンチレータ下地層
3b センサー保護層
4 シンチレータ層
5 ホットメルト樹脂層
6 反射層
7 反射層保護層
Claims (13)
- 複数の光電変換素子が配された受光部を有するセンサーパネルと、
前記センサーパネルの前記受光部を覆う位置に配置された、放射線を波長変換するシンチレータ層と、
ホットメルト樹脂からなり、前記シンチレータ層の上面と側面とを被覆し、前記センサーパネルと密着するシンチレータ保護層と、を有し、
前記センサーパネルは、外部接続端子部が配された辺と外部接続端子部が配されていない辺とを有し、
前記外部接続端子部が配されていない辺において、前記受光部は前記外部接続端子部が配されていない辺の端部まで配置され、前記シンチレータ保護層は前記シンチレータ層の側面及び前記センサーパネルの側面を被覆し、
前記シンチレータ保護層は、前記センサーパネルの側面と接する領域において、加熱加圧処理により前記センサーパネルに圧着された領域を有し、
前記圧着された領域は、前記シンチレータ保護層のうち当該領域の周囲の部分よりも厚みが薄い
ことを特徴とする放射線検出装置。 - 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層上に設けられた反射層と、前記反射層上に配された反射層保護層を更に有する放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記センサーパネルは前記受光部の上にシンチレータ下地層を有し、前記シンチレータ保護層は、前記シンチレータ下地層の側面まで少なくとも被覆する放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層は、前記シンチレータ層が配された前記センサーパネルの面とは反対側の面の少なくとも一部を更に被覆する放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層は、前記センサーパネルと接する領域において、加圧処理により前記パネルに圧着された領域を有する放射線検出装置。
- 請求項5に記載の放射線検出装置において、前記加圧処理は加熱を伴う加熱加圧処理であることを特徴とする放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層がポリオレフィン系、ポリエステル系又はポリアミド系樹脂を主成分とするホットメルト樹脂からなる放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ層は、柱状結晶構造を有する放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層は前記外部接続端子部が存在しない領域に配置される放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層は、複数の層によって構成されている放射線検出装置。
- 請求項2に記載の放射線検出装置において、前記反射層は、接地されていることを特徴とする放射線検出装置。
- 請求項7に記載の放射線検出装置において、前記シンチレータ保護層のホットメルト樹脂は、20μmより厚く200μm以下の厚みを有する放射線検出装置。
- 請求項1に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、
を有する放射線検出システム。
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